城市轨道交通直流牵引供电整流机组技术条件

TB/T××××—××××TB/T××××—××××PAGEPAGE1中华人民共和国住房与城乡建设部发布200×-××-××实施中华人民共和国住房与城乡建设部发布200×-××-××实施200×-××-××发布城市轨道交通直流牵引供电整流机组D.Ctractionpowersupplyrectifierunitforurbanrailtransit（征求意见稿）CJ/T××××—XXXXCJCCJCJ中华人民共和国城镇建设行业标准标准标准JB/T××××-200×CJ/T××××-××××第PAGEI页共20页目录TOC\f\h\t"前言、引言标题,附录标识,参考文献、索引标题,章标题,附录章标题,一级条标题,附录一级条标题"前言 21范围 32规范性引用文件 33术语和定义 44一般规定 75牵引整流变压器 96牵引整流器 97整流机组联调试验…………………………138附录…………………………13 .前言本标准由住房和城乡建设部标准定额研究所提出。本标准由住房和城乡建设部城市轨道交通标准技术归口单位归口本标准由南车株洲电力机车研究所有限公司（株洲变流技术国家工程研究中心有限公司、株洲南车时代电气股份有限公司）、顺特电气有限公司、昆明赛格迈电气有限公司、上海整流器厂有限公司负责起草本标准主要起草人：严树钢、文磊、易吉良、周屏、朱金龙。本标准首次发布。城市轨道交通直流牵引供电整流机组范围本标准规定了城市轨道交通直流牵引供电整流机组的术语和定义、使用条件、一般特性和试验方法。本标准适用于为城市轨道交通直流牵引供电整流机组的牵引变压器、整流器及其附件。其他矿山牵引用整流器及轻轨牵引用整流机组也可参照使用。本标准适用于完整的变流器装置及其配置，包括：——变压器绕组与铁心——半导体器件组件；——冷却系统——保护电路。本标准不适用于电子控制、保护装置内部的电子器件、印制板组件以及为整流机组工作的其它设备（如传感器）供电的变流器。本标准不适用于公路电动汽车、低压或小功率整流机组。在本标准中，术语“用户”和“制造商”是指合同中的双方。规范性引用文件下列文件中的条款通过引用而成为本标准的条款。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T2900.33-2004 电工术语电力电子GB/T2900.36-2003 电工术语电力牵引GB/T2900.15-1997 电工术语变压器、互感器、调压器和电抗器GB/T3859.1-1993 半导体变流器基本要求的规定GB/T3859.2-1993 变流器应用导则GB/T3859.3-1993 半导体变流器变压器和电抗器GB10411-2005 城市轨道交通直流牵引供电系统GB10236-88 半导体电力变流器与电网互相干扰及其防护方法导则GB13422-1992 半导体电力变流器电气试验方法GB4023-1997 半导体分立器件第2部分：整流二极管GB/T15544—1995 三相交流系统短路电流计算GB9245-1998 电磁兼容GB6450—86 干式电力变压器GB/T17211—1998 干式电力变压器负载导则GB/T10228—1997 干式电力变压器技术参数和要求GB/T1094.10-2003 电力变压器声级测定GB13539.4-1992 低压熔断器半导体器件保护用熔断体的补充要求GB4208-1993 外壳防护等级(IP代码)GB/T17702.1-1999 电力电子电容器第1部分：总则GB/T16935.1 低压系统内设备的绝缘配合第1部分：原理、要求和试验GB/T21413.1－2008/IEC60077-1:1999铁路应用机车车辆电气设备第1部分：一般使用条件与通用规则GB/T21562 轨道交通可靠性、可用性、可维修性和安全性（RAMS）的规范与示例GB/T19001-2000 质量管理体系要求（ISO9001:2000，IDT）术语和定义GB/T2900.33-2004、GB/T2900.36-2003、GB/T2900.15-1997所确立的，以及下列术语与定义适用于本标准。3.1正弦波sinusoidalwaveform相对谐波含量小于0.1的波形。3.2纹波ripple周期函数中减去直流分量得到的函数。3.3直流纹波因数DCripplefactor脉动直流电量的峰值和谷值之差的一半与该直流电量平均值之比。对于低值直流纹波因数，其量近似等于最大值与最小值的差对最大值与最小值的和之比。3.4功率效率或效率powerefficiencyorefficiency输出有功功率与输入有功功率之比。两种功率均看作为总功率，按下式计算：式中：T为u、i乘积的最低次纹波周期；u为输入或输出电压瞬时值；i为输入或输出电流瞬时值。3.5变流因数conversionfactor输出功率与输入功率之比。对于直流侧，所用的功率为电压与电流两者平均值之乘积。对于交流侧，所用的功率为基波功率。3.6功率因数powerfactor3.7位移因数displacementfactor3.8表观功率apparentpower端口的电压方均根值与电流方均根值之乘积。S=UI同义词:视在功率3.9整流机组powersupplyrectifierunit由整流变压器和整流器及其附件组成，将交流电流转换成单向电流（直流）的电能转换器3.10干式变压器dry-typetransformers铁心和线圈不浸在绝缘液体中的变压器。3.11整流变压器rectifiertransformer与整流器组成整流机组以便从交流电源取得直流电能的变压器。3.12三角形联结deltaconnection三相联结成一个三角形的联结，其各边的顺序即是各相的顺序。3.13星形联结starconnection三相具有一个共同节点的联结。3.14整流器rectifier将交流电流转换成单向电流的电能转换器。3.15脉波数（p）pulsenumber（p）交流电网电压在一个周期内出现的非同时对称换相的次数（p）。3.16电气间隙clearance两个导电部分之间在空气中的直线最短距离。3.17爬电距离creepagedistance在两个导电部分之间沿绝缘材料表面的最短距离3.18自然冷却naturalcooling利用导热、自然对流和辐射换热三种方式之一或其组合进行的冷却。3.19型材散热器shapeheatsink用扩展表面为连续肋片的型材加工而成的散热器。3.20热管散热器heatpipeheatsink一种靠工质相变时吸收和释放汽化潜能，由真空密封管内蒸汽流动传输热量的高效散热器。3.21二次接线secondarywiring连接控制、保护和测量部件之间的接线。3.22端子排jumperboard由端子和连接件组成的接线板。3.23介电强度dielectricstrength材料能承受而不致遭到破坏的最高电场强度。3.24电击穿electric)breakdown由电场引起的、使全部或部分绝缘媒质突然变成导电媒质的过程。3.25额定绝缘电压ratedinsulatevoltage额定绝缘电压是与介电试验电压和爬电距离有关的电压值。工作电压或额定工作电压的最大值不得超过额定绝缘电压值。3.26额定工频耐受电压ratedpower-frequencywithstandvoltage额定工频耐受电压是在规定试验条件下不发生绝缘电击穿的工频正弦电压的方均根值。3.27额定冲击耐受电压ratedimpulsewithstandvoltag额定冲击耐受电压与电气间隙值有关，是在规定试验条件下设备所能承受的规定击穿波形和极性的冲击电压最大峰值。一般规定4.1使用条件4.1.1环境条件环境温度：-10～40海拔：≤2500m相对湿度:日均值不大于95%；月均值不大于90%（25℃）；有凝露。4.1.2交流供电系统a）网压波形：网压是正弦曲线b）网压变化范围：±5%c）交流系统过电压：应能承受用户规定的输入过电压而不损坏。如用户未作规定，应在2倍额定电压的过电压下能正常工作。d）用户应提供系统短路电流值，可按GB/T15544计算。4.1.3直流牵引系统 a）直流网压波形：网侧电压为三相正弦电压，通过全波整流电路，变换成的6脉波或者12、24脉波直流电压。b）直流网压变化范：见GB/10411-2005城市轨道交通直流牵引供电系统第4章表1。c）供电网的过电压：应能承受用户规定的输入过电压而不损坏。如用户未作规定，应在2倍额定电压的过电压下能正常工作。d）系统上有再生制动车辆或再生制动能量吸收装置时其电压限制应予说明。4.1.3辅助电源加热照明电源：AC220V监控检测电源：DC220V或DC110V4.1.4特殊环境条件另行协商4.2特性4.2.1整流方式:6脉波、12脉波、24脉波整流。4.2.2负荷特性：反电动势、再生4.2.3负载等级：Ⅴ、Ⅵ4.2.4功率因数：额定负荷时应大于0.954.2.5谐波：满足GB10236-88的规定4.2.6固有电压调整：不大于额定电压的6%4.2.7整流机组效率：额定负荷时不小于98%4.2.8整流机组空载电压：按6脉波、12脉波、24脉波整流分别规定，见附录A。4.2.9提供整流机组过负荷耐受能力曲线（至少包括In～10In范围内时间——电流曲线）。4.2.10提供整流器承受短路电流——时间曲线。4.2.11整流机组应满足规定的负荷曲线图。4.2.12可靠性、可用性、可维修性和安全性用户可以要求制造商预计产品的可靠性、可用性、可维修性和安全性满足用户要求。计算方法应在制造商和用户之间于招标时商定。计算方法和验证应符合GB/T21562。牵引整流变压器5.1联接方法牵引整流变压器的联接方法按整流机组的整流方式及技术要求的不同，分为3相6脉波、6相12脉波、12相24脉波3种。分别由单台牵引变压器和两台牵引变压器组成。5.1.1单台牵引变压器3相6脉波单台牵引变压器3相6脉波的联接方法为:Dy11或Dy5。5.1.2单台牵引变压器6相12脉波单台牵引变压器6相12脉波的联接方法见GB/T10693-2007《城市轨道交通牵引整流变压器》的第3.2.1章节。5.1.3两台牵引变压器12相24脉波两台牵引变压器12相24脉波的联接方法见GB/T10693-2007《城市轨道交通牵引整流变压器》的3.2.2章节。5.2技术要求见GB/T10693-2007《城市轨道交通年引整流变压器》第4章。5.3试验项目与试验方法见GB/T10693-2007《城市轨道交通用干式牵引整流变压器》第5章。牵引整流器6.1主要技术参数见下表直流供电系统1500V750V额定阀侧电压（V）1180（1220）590（610）额定直流输出电压（V）150075012脉波额定直流空载电压（V）1650（1705）825（853）24脉波额定直流空载电压（V）1664（1720）832（860）最高直流输出电压（V）1800900注：括号内数值不推荐6.2技术要求6.2.1整流方式：三相全波整流6.2.2冷却方式：空气自然冷却6.2.3负载等级：Ⅴ；Ⅵ6.2.4电气间隙电气间隙表见附录C。污染等级在附录B中定义6.2.5爬电距离最小爬电距离应根据附录D表来计算6.2.6耐受电压工频试验电压等级在额定绝缘电压的基础上按照GB/T21413.1－2008中表8的等级选取。6.2.7防护等级户内安装，防护等级按GB4208外壳防护等级IP20，6.2.8桥臂并联支路数应能在规定负载等级的各种工况下工作，其二极管结温不超过允许值。桥臂支路串联二极管数应满足在最高阀侧电压和可能出现的过电压下工作不得损坏。6.2.9桥臂并联支路间电流均衡度≥0.9。桥臂支路串联二极管间电压均衡度≥0.9。6.2桥臂损坏1个并联支路后仍然可以在规定的负载等级的各种工况下正常工作。桥臂支路串联二极管中损坏1个后仍然可以在规定的阀侧电压下正常工作。6.2.11桥臂并联支路数应能在规定负载等级的各种工况下工作，其二极管结温不超过允许值。桥臂支路串联二极管数应满足在最高阀侧电压和可能出现的过电压下工作不得损坏。6.2.12桥臂并联支路间电流均衡度≥0.9。桥臂支路串联二极管间电压均衡度≥0.9。6.2.13桥臂损坏1个并联支路后仍然可以在规定的负载等级的各种工况下正常工作。桥臂支路串联二极管中损坏1个后仍然可以在规定的阀侧电压下正常工作。6.3二极管二极管采用平板型，并提供以下参数：1)反向重复峰值电压2)额定正向平均电流3)正向峰值电压4)浪涌电流5)门槛电压6)结壳热阻7)接触热阻8)内部等效结温9)紧固力6.4散热器采用铝型材散热器或热管散热器。散热片表面进行阳极氧化防腐处理并染黑色以增加散热效果和减少维护工作。6.5保护6.5.1桥臂支路串联快速熔断器或其他过电流保护。6.5.2包括交直流侧过电压保护和换相过电压保护，采用RC回路或氧化锌压敏电阻进行保护。6.5.3在预先确定散热器的最热处埋设热电偶或温度继电器，当温度超过设定值时报警或跳闸。6.5.4当桥臂支路击穿发生逆流时发出跳闸指令。6.6数据采集与通信6.6.16.6.26.6.3通信接口标准：数字接口，光/电隔离；波特率不低于6.66.7结构6.76.7.2防护等级：6.76.76.7.56.8试验6.8.11)一般性检验2)绝缘强度试验3)额定电流、过电流试验4)均流试验5)温升试验6)损耗功率测定7)轻载（功能）试验8)冲击电压试验9)电磁兼容试验10)保护系统性能检验11)辅助装置检验6.81)一般性检验2)绝缘强度试验3)额定电流、过电流试验4)均流试验5)轻载（功能）试验6)保护系统性能检验7)辅助装置检验6.8.31)一般性检验2)绝缘强度试验3)轻载（功能）试验4)保护系统性能检验5)辅助装置检验牵引整流器试验方法见GB13422-1992有关规定。6.81)二极管型式试验2)二极管出厂试验3)二极管抽测试验二极管试验项目及方法按GB4023-1997有关规定。7,整流机组联调试验7.1轻载试验7.2负载试验7.3低压电流试验7.4功率损耗（效率）测定7.5功率因数测定7.6过电压试验7.7固有电压调整值测量7.8稳定性能的试验7.9交流侧谐波电流及直流侧纹波电压测量牵引整流器试验及整流机组联调试验方法见GB13422-1992有关规定。附录（资料性文件）：附录A：整流机组空载电压计算（资料性文件）附录B：污染等级（资料性文件）附录C：电气间隙表（资料性文件）附录D：最小爬电距离（资料性文件）附录E：对应于额定绝缘电压的额定工频耐受电压（资料性文件）附录A（资料性附录）整流机组空载电压计算假定不考虑换相重叠角，P脉波二极管整流器输出平均电压按下式计算。其中Ud-整流器平均电压；P-脉波数；Umax-阀侧线电压峰值。利用上述公式计算二极管整流器阀侧电压U2与直流输出电压Ud0的比值K见下表表1二极管整流器K=Ud0/U2脉波数P26122448K=Ud0/U20.9001.3501.3981.4101.413附录B：（资料性附录）污染等级表2污染等级的定义积尘湿度PD1无污染不导电保护良好干燥无凝露PD2不导电有保护由于凝露暂时导通偶尔出现的、短时凝露PD3低导电性(凝露所引起)经常出现凝露PD3A低导电性潮湿长时间出现凝露PD4周期性清洗引起的经常性导电雨、雪、冰、雾PD4Aa重型污染引起的经常性导电雨、雪、冰、雾PD4Bb超重型污染引起的经常性导电雨、雪、冰、雾a地面装置和轨旁设备，例如用于信号的设备。b只对地面装置而言。16/16附录C（资料性附录）电气间隙表表3额定冲击电压UNi对应的最小空气间隙UNi

kVPD1

(mm)PD2

(mm)PD3

(mm)PD3A

(mm)PD4(mm)PD4A

(mm)PD4B

(mm)0.330.010.200.801.605.500.50.040.200.801.605.500.80.100.200.801.605.501.50.500.500.801.605.502.51.501.501.501.605.50325.53.52.56.2437.04.53.58.0548.565.5101820881421231011182326121422273015182733371822323943202536434825324553583040546368406072828750759110110660901101201257512013514515095160175180185125210230235235145260265270270170310310310310200370370370370250480480480480325600600600600注1：本表不适用于户外安装的设备；注2：允许在本表的两相邻值间进行插值，第一栏中值为优选值。附录D：（资料性附录）最小爬电距离表4(除印制布线材料外的材料的)额定绝缘电压UNm对应的最小爬电距离UNmVPD1(单位：mm)PD2(单位：mm)PD3(单位：mm)PD3A和PD4(单位：mm)材料分组I,II,IIIa-IIIb材料分组材料分组材料分组IIIIIIIIIIIIIIIIII100.0800.401.01.612.50.0900.421.051.6160.1000.451.11.6200.1100.481.11.6250.1250.501.251.7320.1400.531.31.8400.160.560.81.11.41.61.81.92.43.0500.180.60.851.21.51.71.92.02.53.2630.20.630.91.251.61.82.02.12.63.4800.220.670.951.31.71.92.12.22.83.61000.250.711.01.41.82.02.22.43.03.81250.280.751.051.51.92.12.42.53.24.01600.320.81.11.62.02.22.53.24.05.02000.421.01.42.02.52.83.24.05.06.32500.561.251.82.53.23.64.05.06.38.03200.751.62.23.24.04.55.06.38.0104001.02.02.84.05.05.66.38.01012.55001.32.53.65.06.37.18.01012.5166301.83.24.56.38.09.01012.516208002.44.05.68.0101112.516202510003.25.07.11012.51416202532注：允许在相邻数值之间线性插值。按照GB/T4207规定的CTI值或GB/T6553的分级，材料可以分为四组。材料分组Ⅰ CTI≥600 或1A4.5级材料分组Ⅱ 400≤CTI＜600 或1A3.5级材料分组Ⅲa 175≤CTI＜400 或1A2.5级材料分组Ⅲb 100≤CTI＜175 或1A0级上述CTI值指按GB/T4207在样品上用溶液A进行试验得到的值。注1：耐电痕化指数(PTI)也用于确定材料的电痕化特性。以PTI(用GB/T4207溶液A方法所确立的)大于或等于组中规定值的较小值为依据，可以将材料分到四组中的一组。注2：未说明CTI和各级之间的等效性。

附录E：（资料性附录）对应于额定绝缘电压的额定工频耐受电压表E对单台设备进行的工频耐受电压项目对应于额定绝缘电压Ui的额定工频耐受电压U50V36及以下36～6060～300300～660660～12001200～10000对单个电器，介电试验应加在规定电压的电路与其他电路及与地之间。7501000150025002Ui+15002Ui+2000对用于断开电路的单台设备*，介电试验应加在电器的输入和输出端之间，所有触点断开、灭弧罩就位。*用于断开电路的设备可能不止一个。所有与电阻并联、用于断开的设备，试验电压应限制在上述电压的0.75倍以内，且电阻应断开750100015001.6Ui+1500对于所有单台设备或部件，如果与其电气连接的电路与主电路不相连，介电试验电压应加在这些部件与地之间75010002Ui+1000最小1500对于具有双重绝缘的所有设备，介电试验电压应加在：——绝缘机架与地之间；——对地绝缘的电路与机架之间。注：当主绝缘是在对地绝缘的电路与机架之间时，试验电压应反向施加15001500250015002Ui+15001.6Ui+5002Ui+20001.6Ui+1000注：1，本标准1500V系统适用2Ui+2000；750V系统适用2Ui+1500；2，本表源自GB/T21413.1－2008《铁路应用机车车辆电气设备铁路应用机车车辆电气设备》，相对本标准应用在城轨牵引变电所内是安全的。

《城市轨道交通直流牵引供电整流机组》（征求意见稿）编制说明一、任务来源根据2006年建设部归口工业产品行业标准制订、修订计划第13项，由株洲电力机车研究所和顺特电气有限公司编制“城市轨道交通直流牵引整流机组技术条件”。二、编制原则编写按照GB/T1.1-2000《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》的要求，遵循产品及其配件标准化、系列化、通用化，以及科学性、系统性、协调性的一般原则。本标准以GB/10411-2005城市轨道交通直流牵引供电系统、GB/T10693-2007《城市轨道交通用干式牵引整流变压器》和JB/T9689-1999《牵引变电站用整流器》及目前国内采用的整流机组（整流变压器、整流器）生产技术水平为依据而制定。城市轨道交通直流牵引整流机组作为我国应用广泛，比较成熟产品，本标准将其具有共性的要求和参数，制定统一的标准和规定,来指导生产，体现其产品的先进性、一致性、可行性。三、编制目的、意义及编制说明国内目前虽然有GB/T10693-2007《城市轨道交通用干式牵引整流变压器》和JB/T9689-1999《牵引变电站用整流器》他们分别从各自角度对产品性能、要求作出规定。但是，在城市轨道交通直流牵引供电系统中整流器和整流变压器组成的整流机组可单独自成一个系统。在招标中往往作为1个整体部分进行投标，即使分开招标，也要求两者进行联合调试。由于没有整流机组专门的技术标准，对整流机组的设计和使用带来无标可循等许多不便，对整流机组产品及其配件的标准化、系列化、通用化极为不利，对于保证直流牵引供电系统的供电质量也有很大影响。需要解决目前整流机组产品的重点问题有：1、虽然整流变压器、半导体变流器有各自的标准，但是作为城轨供电两者间的关联性、协调性是非常重要的。例如联调试验方法、压仓电阻的选择等。2、技术参数不统一：整流机组额定电压1500V，整流变压器二次侧电压（阀侧电压）U2则有1180V和1220V；整流机组额定电压750V，整流变压器二次侧